In tutto il mondo, aromi e prodotti alimentari vengono preparati e lavorati con i miscelatori di precisione amixon®.
Miscelatori per la lavorazione di alimenti con composti aromatici
Gli aromi svolgono un ruolo indispensabile nella produzione alimentare moderna. La parola "aroma" deriva dal greco antico e significa "spezia". Molti aromi derivano da composti chimici come aromatici, esteri, terpeni, aldeidi, chetoni e altri materiali di base. Molti dei composti chimici da cui derivano gli aromi sono contenuti naturalmente negli alimenti crudi, mentre altri si sviluppano attraverso i cambiamenti chimici indotti dalla cottura o dal forno. È possibile produrre sinteticamente aromi identici a quelli presenti in natura replicando le loro strutture chimiche.
Questa stessa scienza può essere applicata anche alla creazione di aromi artificiali che non sono presenti in natura. Gli aromi artificiali sono apprezzati per la loro capacità di esaltare le qualità gustative dei prodotti alimentari al di là di quanto sarebbe possibile con gli ingredienti naturali. Ma alcuni aromi naturali restano difficili da replicare in modo soddisfacente con mezzi sintetici e quindi devono sempre provenire da ingredienti naturali.
Aromi alimentari: Che gusto abbiamo?
Gli organi di senso degli esseri umani comprendono vista, tatto, udito, olfatto e gusto. La percezione del sapore è il risultato combinato dell'olfatto e del gusto, che si sviluppa quando si inspira attraverso la gola e si assaggia con la lingua. Le sostanze aromatiche vengono riscaldate all'interno della gola e raggiungono i recettori del naso attraverso il passaggio che collega gola e naso.
La lingua umana può riconoscere solo cinque tipi di sapore: dolce, acido, salato, amaro e umami. I sapori "piccante" o "pepato", invece, non sono percepiti dal gusto, ma piuttosto prevalentemente dai recettori del dolore.
Il sapore umami è stato scoperto dal ricercatore giapponese Kikunae Ikeda nel 1908. L'umami può essere approssimativamente tradotto come "brodoso" o "carnoso" ed è un sapore dominante nel parmigiano, nelle lasagne, nella pizza, nelle sardine, nello sgombro e nel tonno. Il gusto umami è portato dall'amminoacido acido glutammico, che si trova in grandi quantità nei pomodori maturi, nella carne, nella salsa di soia, nel formaggio e nel latte materno umano. I suoi sali sono chiamati glutammati.
I recettori delle membrane mucose del naso possono rilevare oltre quattrocento odori diversi. Utilizzando i poteri combinati dei nostri sensi dell'olfatto e del gusto, siamo in grado di distinguere tra oltre diecimila aromi e milioni di odori.
La produzione di aromi nella moderna industria alimentare
Poiché le comunità sono sempre più diversificate e le preferenze di gusto cambiano in tutto il mondo, gli aromi svolgono un ruolo cruciale nella produzione di snack e bevande aromatizzate, tra cui bevande istantanee in polvere, frullati, yogurt, tè, bevande energetiche, caramelle alla frutta e caramelle. Questi prodotti derivano i loro aromi in gran parte da aromi liquidi o in polvere.
Le sfide delle aziende produttrici di aromi non sono dissimili da quelle dei trasformatori di alimenti che alla fine utilizzeranno i loro prodotti: esse danno priorità all'efficienza del servizio e alle preferenze dei consumatori. Ma veloce, economico e gustoso non è sufficiente per rimanere competitivi nell'industria alimentare di oggi. Molti consumatori sono sempre più attenti alla produzione sostenibile e alla salute nutrizionale e possono evitare di acquistare alimenti contenenti esaltatori di sapidità artificiali o alti livelli di zucchero, sale e grassi.
Alla luce della rapida crescita della popolazione e della nascente classe media mondiale, si può ipotizzare che il mercato dei cibi pronti sia destinato a crescere. Tra questi, in particolare, gli alimenti istantanei disidratati, un prodotto in cui i composti aromatici sono fondamentali per il gusto.
Il ruolo dei miscelatori nella lavorazione degli alimenti
I diversi mercati emergenti di tutto il mondo, ognuno con le proprie esigenze culturali, hanno dato vita a una varietà di produttori di alimenti e bevande istantanei che offrono i propri punti di vendita unici. Ma prima di finire nel carrello dei consumatori, questi prodotti alimentari istantanei attraversano una lunga catena di approvvigionamento che comprende la miscelazione, l'imballaggio e il trasporto.
Il processo di miscelazione, in particolare, è decisivo per la qualità finale. È durante la miscelazione che si determinano le caratteristiche del materiale sfuso degli alimenti istantanei, come omogeneità, aspetto naturale, fluidità, consistenza e resistenza allo sbriciolamento. Per le bevande istantanee, una corretta miscelazione è fondamentale affinché le polveri affondino e si dissolvano nell'acqua. Per quanto riguarda i prodotti alimentari il cui sapore è dato in gran parte da composti aromatici, la corretta miscelazione è fondamentale per creare un prodotto di buon gusto.
I miscelatori di precisione per polveri amixon® sono presenti negli impianti di produzione di alimenti e aromi di tutto il mondo. Questi miscelatori per ingredienti secchi ad alte prestazioni godono della reputazione di essere particolarmente versatili e in grado di soddisfare le diverse esigenze di lavorazione degli alimenti.
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Caratteristiche salienti dei miscelatori amixon® per la lavorazione di alimenti aromatici
1. Un flusso tridimensionale produce risultati di miscelazione tecnicamente ideali
Nella lavorazione industriale degli alimenti, le sostanze in polvere vengono tipicamente miscelate con apparecchiature di miscelazione di precisione. Nel caso del miscelatore amixon® qui descritto, i materiali aggregati vengono trasportati all'interno del recipiente di miscelazione per mezzo di una corrente tridimensionale.
Il recipiente di miscelazione è costituito da un cilindro con un cono rivolto verso il basso come pavimento. Un utensile di miscelazione elicoidale, noto anche come lama a nastro, ruota al centro. Le lame elicoidali sono inclinate di circa 20°. Lo spazio tra ogni bobina dell'elica è tale che un quinto dell'intero contenuto del miscelatore può essere trasportato in un'unica rotazione.
In termini semplici, l'azione di miscelazione può essere riassunta come segue: la lama di miscelazione a spirale spinge le polveri verso l'alto lungo la periferia, mentre la gravità le riporta verso il basso lungo il centro. La vera miscelazione, cioè le particelle che cambiano posizione l'una con l'altra, avviene tra questi due macroflussi.
2. Impostazioni flessibili: omogeneizzazione delicata o condizionamento intensivo
Miscelazione distributiva
Poiché l'azione di miscelazione avviene senza spazi morti, è possibile ottenere qualità di miscelazione tecnicamente ideali in soli 70-200 giri, dopo i quali è praticamente impossibile migliorare ulteriormente l'omogeneità. Questo processo di miscelazione delicato ed efficiente dal punto di vista energetico può essere descritto come "miscelazione distributiva".
Il miscelatore è progettato per generare questo flusso tridimensionale indipendentemente dal livello di riempimento, garantendo risultati di miscelazione ideali anche con livelli di riempimento inferiori al cinque per cento. amixon GmbH designa il tipo di ciascun miscelatore in base al volume effettivo o di lavoro. Ad esempio, un miscelatore del tipo AM 3000 può miscelare lotti da 150 litri così come lotti da 1.000 litri attraverso la miscelazione distributiva. La velocità periferica dell'utensile di miscelazione (misurata nella parte cilindrica del recipiente) è tipicamente regolabile tra 0,5 e 2,5 m/s.
Miscelazione dispersiva
In altri casi, la produzione di aromi e la preparazione di alimenti richiedono fasi di lavorazione supplementari, come il delumping, la dispersione o l'agglomerazione. In questi casi è necessario un maggiore apporto di energia, che a sua volta espone le polveri a un maggiore taglio e attrito. I miscelatori amixon® ottengono questo risultato aumentando la frequenza di rotazione e utilizzando meccanismi di taglio dispersivi aggiuntivi.
In questo modo, un'unica apparecchiatura amixon® può fungere da omogeneizzatore e miscelatore distributivo delicato da un lato e da miscelatore dispersivo intensivo dall'altro.
3. Livelli di riempimento diversi
Per la miscelazione dispersiva, il livello di riempimento deve essere sufficientemente alto da far sì che il meccanismo di taglio dispersivo si trovi a circa 30-40 cm al di sotto della capacità massima.
Il livello minimo di riempimento di ciascun miscelatore dipende dalla dimensione: il livello minimo di riempimento dell'AM 3000 è di circa 400 litri, mentre quello dell'AM 6000 è di circa 600 litri.
4. Alimentazione e scarico del miscelatore di polveri
Il miscelatore viene caricato con i singoli componenti dall'alto tramite uno o più connettori di alimentazione; il caricamento può avvenire per lotti o in modo continuo.
Se il mescolatore è situato in cima alle celle di carico e funziona come una bilancia a tramoggia, può essere stazionario. Nel caso in cui i lotti debbano essere mescolati in rapida successione, può ruotare.
Dopo due-sei minuti, il processo di miscelazione è completo e si apre una valvola di scarico, a filo del pavimento del miscelatore. I prodotti di miscelazione escono dal miscelatore verso il basso. Lo scarico avviene senza alcuna segregazione e la dimensione del flusso volumetrico è determinata dalle dimensioni dei raccordi di arresto.
5. Vasi di miscelazione a tenuta di vuoto e pressione
L'albero di miscelazione viene azionato e montato solo dall'alto, dove non può entrare a contatto con i prodotti da miscelare. Questa guarnizione dell'albero, particolarmente igienica, garantisce che il funzionamento avvenga senza polvere e contaminazione, anche in presenza di diverse pressioni di sistema all'interno della camera di miscelazione.
Ad esempio, il vuoto è presente quando i prodotti di miscelazione sono caricati tramite aspirazione pneumatica. In altri casi, tutto l'ossigeno atmosferico viene eliminato dal recipiente di miscelazione prima dell'alimentazione generando un vuoto di circa 10 mbar di pressione relativa. La camera di miscelazione viene poi inondata con gas azoto. Durante la miscelazione e lo scarico, nella camera di miscelazione viene mantenuta una leggera pressione positiva di azoto da 50 a 100 mbar, per evitare l'ossidazione.
In casi particolari, il caricamento del recipiente di miscelazione avviene tramite un sistema di pressione pneumatica. Anche durante il funzionamento in condizioni di pressione estrema, il recipiente di miscelazione rimane a tenuta di gas e a prova di polvere. Questo vale in particolare per elementi strutturali complessi, come i dispositivi di tenuta dell'albero, le tubazioni a pavimento e la porta d'ispezione.
6. Ispezione e pulizia
amixon® garantisce un accesso ergonomico alla camera di miscelazione grazie a sportelli di ispezione di dimensioni generose. Questo facilita un lavaggio a secco manuale rapido e affidabile.
Il portello di ispezione è prodotto con il processo CleverCut® , durante il quale un O-ring viene inserito nella scanalatura, creando una guarnizione a tenuta di gas, a prova di polvere e vicino al prodotto. Questa guarnizione per porte è adatta anche per la pulizia automatica a umido, poiché non presenta praticamente spazi morti. Le giunture e i capillari vengono in gran parte evitati, accelerando e semplificando il processo di essiccazione.
7. Igiene, rugosità media Ra a scelta da 2 µm a 0,2 µm
Ogni parte del miscelatore di polveri che entra in contatto con il prodotto viene saldata a filo e lucidata, se lo si desidera. La lucidatura o la rugosità della superficie viene realizzata in base alle specifiche del cliente. È possibile ottenere anche una lucidatura a specchio. In casi particolari, possiamo elettrolucidare tutte le superfici di contatto.
amixon® fornisce la documentazione della conformità alla FDA di tutti i materiali polimerici, nonché la prova della conformità alle attuali specifiche EHEDG sia per il funzionamento a secco che a umido.
8. Scarico completo e pulizia automatica a umido
Grazie al design conico del recipiente di miscelazione, i materiali sfusi vengono scaricati quasi interamente e senza segregazione. Ciò offre agli utenti finali la flessibilità di utilizzare lo stesso mixer per componenti diversi. La pulizia a umido può essere effettuata anche in modo automatico mediante teste di lavaggio rotanti che spruzzano tutte le superfici a contatto con il prodotto.
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Esperimenti e Interpretazione
Come notato in precedenza, ogni impianto di trattamento ha una propria filosofia operativa. A questo proposito, i requisiti per un miscelatore di lavorazione sono sempre modellati individualmente. Per i test di processo, amixon ha più di 30 miscelatori di prova nello stabilimento di Paderborn, Memphis negli Stati Uniti, Tianjin Cina, Seoul, Corea e Osaka in Giappone. Gli ingegneri di processo hanno molti anni di conoscenza del mercato nelle parti più diverse del mondo. In qualità di produttore a contratto una tantum, amixon implementa le richieste dei clienti fin nei minimi dettagli, con un team di 142 dipendenti nell'unico sito produttivo di Paderborn che realizza un grado particolarmente elevato di integrazione verticale.
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